1　绪论

1.1　木材干燥的含义

工业生产中，干燥系指排出某些原料或用这些原料加工的成品中的一部分或大部分水分的工艺过程。这一定义也适用于木材干燥。木材在加工和使用前必须加以干燥。湿木材加工成的木制品必将产生种种严重缺陷。通过化学干燥、机械脱水和热力作用等可将木材内部水分脱除，其中木材热力干燥最为普遍，本书主要针对热力干燥进行介绍。

热力干燥系通过分子振动以破坏液体与物体间的化学和静电结合，进而使物体干燥。在进行热力干燥时，必须使被干物的分子结构不发生变化，不影响被干物质原来的性质。热量可通过导热，即木材通过热导体（如金属）和热源接触，如辐射（如微波、红外线等方式）以及通过湿空气将热量传递给木材的对流换热过程。木材内部水分以蒸发或沸腾的汽化方式排出。蒸发发生在空气中的水蒸气分压低于该温度下的饱和蒸气压的时候，一般湿空气中的水蒸气均为不饱和蒸汽，所以蒸发在任何温度下均可发生。湿原木及由它锯制成的锯材（成材），含有大量的水分，通常都会从表面向周围空气中蒸发水分，随时都在干燥之中。当木材在常压下被加热到100℃以上时，就会产生沸腾汽化现象。木材干燥主要指按照一定的基准有组织有控制的人工干燥过程，也包括受气候条件制约的大气干燥。

1.2　木材干燥的目的及意义

由于湿材的含水率较高、密度大、机械强度低，物理、力学性能较差，易腐朽等，不宜直接作为民用和工业用材，所以一般民用和工业用材必须经过干燥处理。木材干燥的意义概括起来主要有以下四个方面。

（1）提高木制品的尺寸稳定性，防止木材的变形和开裂。当木材含水率在纤维饱和点（约为30％左右）以下时，木材的尺寸会随环境湿度的变化而发生干缩或湿胀。当木材干缩时木质门、窗有缝隙。当木材发生湿胀时，可能发生木地板翘起和门窗关不上的现象。将木材含水率干燥到与环境相适应的程度，就能在一定程度上防止木材干缩和湿胀，从而防止木材的变形和开裂。如我国干旱的西北地区，木材的平衡含水率为10％左右，木材需相应干燥到7％～9％的含水率。东南沿海地区，气候潮湿，木材干燥的终含水率应为12％～13％。东北地区使用，以及出口到北美洲的木制品，因考虑到室内采暖条件的要求，应干燥到6％～8％的终含水率。

（2）减少降等损失，预防木材腐朽变质和虫害。原木制作后若未及时干燥或干燥工艺不当，都可能使锯材发生开裂、变形、变色等缺陷，使木材降等。同时，当木材含水率在20％～100％之间，容易产生霉菌，导致腐朽和虫蛀。将木材干燥到含水率在20％以下或贮于水中可免除这些病虫害。如马尾松在我国南方分布较广，木材密度和强度中等，宜作建筑、车辆、家具等用材，但该木材易腐朽、变色和虫蛀，但若干燥到20％以下的含水率，就可以有效地保持木材的固有的品质。

（3）提高木材的力学强度，改善木材的物理性能。当木材含水率降低到纤维饱和点以下时，木材的力学强度将随含水率的降低而增加。例如当松木由含水率30％降低到18％时，其静曲强度将从50MPa增至110MPa。此外，含水率适度降低，可改善木材的物理性能，提高胶合质量，充分显现木材的花纹、光泽和绝缘性能等。

（4）减轻重量，提高运输能力。新制的锯材经干燥后其质量可减少30％～50％或更多。因此，若能在林区或木材进口的口岸附近将原木集中制材，集中将锯材干燥到运输含水率（约20％），然后运输到用户所在的地区再干到所需的终含水率，既可减少运费，又可以减少木材开裂、变形等降等损失。

总之，木材干燥是合理利用木材、节约木材的重要技术措施，木材干燥是木材加工中一项十分重要的工序，木材干燥涉及的行业很多，包括家具、室内装饰、建筑门窗、车辆、造船、纺织、乐器、军工、机械制造、文体用品、玩具等，几乎所有使用木材的部门都要进行木材干燥。同时木材干燥又是提高木材利用率，节约森林资源的重要途径。木材干燥的总目标是在保障干燥质量的前提下，尽量加快干燥速度，减少能耗和成本。此外，还应考虑尽量减少干燥排放物对环境的影响。

1.3　木材干燥的方法

木材的干燥方法可分为大气（天然）干燥与人工干燥两大类，人工干燥又可分为常规室干、除湿干燥、太阳能干燥、真空干燥、微波干燥、红外线干燥、高温干燥、高频干燥、低温干燥和化学干燥。

1.3.1　大气干燥

大气干燥简称为气干，是自然干燥的主要形式，很多木材在进入人工干燥之前，在堆放过程中都会经历大气干燥。它利用自然界中大气的热力蒸发木材的水分，达到干燥的目的。为了防止板的开裂及弯曲，必须加以遮盖以避免日光的直接照射和雨水淋湿，材堆内的空气循环应尽可能良好以加快干燥速度及使干燥均匀。大气干燥是由地区和季节的气候条件所支配的。干燥时间不能控制和调节，即使干燥时间很长，也不能达到气干含水率以下。气干干燥时间长，但是，其优点是几乎不需要什么设备费用，能较快地达到纤维饱和点附近的含水率等。因此，木材在人工干燥之前先采用大气干燥法经济效果更好，也可节能。本小节将讨论木材大气干燥的现状、要遵循的规则及优缺点。首先介绍原木的大气干燥，然后介绍板材的大气干燥。

1.3.1.1　原木的大气干燥

原木干燥，是指带皮的原木段、原木、树枝段或带枝叶的整根新鲜伐倒木的干燥。树木一倒，干燥过程即开始。气候越干燥，枝叶越多，树皮剥去越多，木材就越易干燥。就地干燥新鲜伐倒树木能使木材很快达到纤维饱和点，能大大减小木材腐朽的危险。

影响原木气干速率的因素很多，主要有以下两方面。

（1）树叶对原木大气干燥有积极的影响，将山毛榉树伐倒，其中一株保留树枝、树叶、树干下端及部分树根，另一株在伐倒后立即截去树冠、树干下端及部分根部。四个星期以后，前者的干燥速度要快很多。尤其是树干的外层及树干下端近根部分干燥特别快。这个主要是由于树叶的蒸发面积大（如表1-1所示），加速了干燥过程。因此，在不影响伐区作业的情况下，在树木伐倒后15～20d后打枝有利于木材干燥。

（2）剥皮有利于原木的气干过程，树皮有减缓木材中水分蒸发速度的作用，剥皮的松树在伐倒两个月以后，其含水率即降低一半，如果保留树皮，要达到同样含水率，则需一年。

1.3.1.2　板材的大气干燥

为使木材得到干燥，必须使它和周围空气进行水分交换。因此，木材锯解后，应堆积在通风的地方，材垛堆积得好坏对木材干燥的影响很大。材堆由多层成材组成，中间放置若干隔条，放隔条的目的是促进成材之间空气的流通。放在同一层的板材应该有一定的间距，以利于木材与空气的水分交换及垂直通风。

气干过程中，材垛应整齐地排列在气干场上，材堆布置方向要根据主风方向来选择确定。一般说，主风应垂直吹向材堆，最底层板材离地面至少0.5m，以防止低温、潮湿的空气聚集材堆下部。气干场必须整洁，朽木及杂草等要清除干净，以防止木材感染虫害或菌害，有条件最好铺上沥青或沙子。

由于大气干燥不能人工调节温、湿度，所以堆积场地的要求、堆积方法和管理方法是否适当，极大地影响干燥速度与干燥的均匀度。在气干材堆上每个材堆应挂牌，标明树种、厚度、数量、堆积日期，以便定期翻堆，尽量使终含水率在木料中分布均匀，保持木材的品质，不同树种、规格的锯材应分类堆积。

在选择板院场地时，应注意以下几方面：

①板院地势应平坦、干燥，具有2‰～5‰的排水坡度。板院四周应有排水系统，以利于排水。板院的通风要良好，附近不得有高地、林木或高大建筑物遮挡。

②板院应按锯材的树种、规格分为若干材堆组，每个材堆组内有4～10个小材堆。组与组之间用纵横向通道隔开。纵向通道宜南北向，使材堆正面不受阳光直射，还应使纵向通道与主风方向平行，还应与材堆长度方向平行。材堆的具体排列及尺寸见图1-1和图1-2。

③板院场地树木杂草要清除，场内坑洼处要用沙土或煤渣填平。场内排水不宜设明沟，应设暗沟。一旦发现材堆上有霉菌、干腐菌的侵害，应及时分开木材并进行消毒。

④板院应无火灾危险，要远离居民区，设置在锅炉房的上风方，与锅炉房和其他建筑物之间应保持一定的距离。板院要距离锅炉房烟囱100m以上，距离食堂、职工宿舍应在50m以上，材堆的周围应设消防水源和灭火工具库。

材堆在板院内布置应遵守如下原则：易青变、易发霉的针叶树锯材的薄板放在板院迎风方向外侧周边；中板放在背主风的一侧。易开裂的硬阔叶树锯材的厚板放在板院的中央；有青变或腐朽的等外锯材放在板院的一隅。

（1）堆基　为了使成材的堆底留出能保证空气在材堆内部和周围流动所必需的自由空间，并使土壤均匀地承受材堆重量，使材堆保持平衡，应把材堆放在特殊结构的基础上，这个基础通常称为堆基。堆基需要有一定的高度，一般应比地面高出0.4～0.75m，以保证通风良好，在易遭水淹的板院，堆基的高度还应超过汛期的最高水位。一般地说，黄河流域及以北地区，堆基高度可采用40～60cm，长江以南地区可采用50～75cm。

堆基可用钢筋混凝土、砖、石、木料制备，其形状及尺寸见图1-3。图1-4的材堆就是用木料制备的堆基。木料堆基应当涂刷酚油或沥青，以防止腐朽。在堆基的上面放置堆底桁条。桁条与桁条之间的距离，薄材料大约1.3～1.6m，厚材料大约1.6～2.1m。桁条沿纵向最好有一点点的倾斜度，下雨时便于雨水流出。

（2）材堆的尺寸　材堆的尺寸依堆积法而异。各层板材之间用隔条隔开的材堆，宽度不应大于4～4.5m，以保证干燥速度均匀一致。不用隔条而用板材一层一层地互相垂直堆成方整材堆时，材堆尺寸依板材的最大长度而异。

材堆宽度随环境条件和树种而变化，阔叶材为0.9～1.8m；过宽则影响材堆下层木材内部的干燥程度；有的特宽材堆中央留出A字形通风道（如图1-5所示）。采用堆垛机装卸时，宽度可根据装运能力决定。一般标准宽度为1.3m。若气干后再经人工干燥，其宽度则与干燥室的尺寸相匹配。材堆高度由基础强度和堆积方法决定，一般手工堆积时，高度为2.7～4.8m；机械堆积的高度可达6～9m，堆置小坯件时可达2～3m。

（3）堆积密度　材堆的堆积密度依气候条件、板院位置和材料性质而异。空气湿度大、通风条件又差时，堆积要稀疏；难干板材，应该堆积得较密一些。

板材间隙，主要决定于含水率、规格、树种和季节。通常两块板材之间的距离，为板材宽度的20％～50％，最大不超过100％。

材堆内的气流含有水分后，随自重增大而往下，与上升的热空气形成对流。如板材之间的间隙较大，则上下通风良好，干燥加快；但间隙过大，则材堆容积利用率降低。一般采用的间隙见表1-2。材堆宽度方向的间隙还尽量要求形成垂直气道，气道的宽度以材堆宽度的20％为宜。秋季和冬季堆积时，要留出比春季和夏季较大的间隙。板材含水率较高时，间隙应宽些；当考虑树种不同时，针叶树板材应比阔叶树板材的间隙宽些。

（4）隔条　合理地使用隔条，不但可以保证材堆的稳定性和干燥质量，而且可形成适宜的水平气道，利于气流循环和加快干燥速度。隔条厚，因而空隙大，有利于成材气干。一般是板材厚度越薄或含水率大的板材，隔条应厚些；材堆下部的隔条要比上部的隔条厚些。

隔条的横向间距，要与板材厚度相适应。隔条间距越大，通风越良好，但间隔过大，又容易造成板材的翘曲变形。另外，在堆垛时，材堆前端面的隔条与板材端头齐平，以减慢端部的干燥速度，防止端裂。材堆后面的隔条，不允许有板材端头伸出、下垂现象，以免发生翘曲和开裂。各层隔条应上下垂直对正，不应有交错、倾斜现象。一般材堆下端干燥较慢，可以加双层隔条，以利于通风。隔条的尺寸与间距见表1-3。

（5）配置通风口　材堆的通风口包括板材之间的间隙、隔条的间隙、垂直通风口和水平通风口。

通风口的大小与成材干燥有着密切的关系。通风口过小，往往会造成木材的变色、发霉和腐蚀；通风口过大，虽然对干燥有利，但却减少了堆积量。

垂直通风口，是沿着材堆高度上留出的垂直气流通道。它有两种形式，一种是上下宽度一致，另一种是上窄下宽。垂直通风口依材堆宽度、高度和板材间隙而异。一般情况下，上下宽度一致的垂直通风口，其宽度为板材间隙的3倍；上窄下宽的垂直通风口，上部宽20cm，下部宽50cm。垂直通风口的高度可以为材堆高，也可以为材堆高度的2/3。为了加速材堆底部板材的干燥速度，可设置2个或3个垂直通风口。

水平通风口，是沿着材堆宽度上设置的水平气道，主要是为了增加材堆的横向通风。一般是自第一层起，每隔一米设一个高度为10～15cm的水平通风口。水平通风口可用隔条或板材叠放而成。

（6）材堆顶盖　材堆上面要加顶盖。顶盖要有一定的倾斜度，大约为12％，以防止材堆内木材遭受雨水的侵淋。顶盖下端向前伸出材堆约0.75m，两侧和后面各伸出0.5m。顶盖必须牢固地缚在材堆上。

（7）堆积方法　板院内木料的堆积方式较多，一般采用水平堆积，称平堆法，见图1-6。如将木板互相垂直搭靠成交叉形为叉形堆法，见图1-6（a）；互相水平搭靠成三角形为三角形堆法，见图1-6（b）。通常平堆时至少需两人操作，而叉形、三角形堆法只要一人就可堆积。生产上常用的为平堆、斜堆方式，与其他堆积法比较，干燥较均匀，但易发生开裂和变形。

对特殊规格的木材，应分别选用效果较好的堆积法。如图1-6（c）为枕木的堆积法，其通风排水均较好。图1-6（d）为家具、建筑用的短规格木板的堆积。图1-6（e）为锹、铲柄等短小毛坯料所宜采用的井字形堆积法。

实际生产中，堆积法以平堆法应用最普遍。为了防止硬阔叶树板材的开裂，堆积时须将正板面向下；半径向锯切的长板材放在材堆的两侧，弦切板及短的板材放在材堆的中间；厚度大于6cm的湿板材，当含水率下降到35％之后，最好翻堆一次，将上下部、侧中部对换一下。厚度在4cm以上的板材其端部可涂沥青、涂料等。

大气干燥的头一个月内，不论任何季节，干燥速度都较快，但在后几个月中则受季节影响较大。阔叶树材堆积后，不要立即在高温低湿的气候条件下进入干燥；针叶树材则不要立即在高温高湿的气候条件下进入干燥。但实际生产情况不可能如此严格，只有按具体情况予以适当调整。故大气干燥的快慢，首先取决于堆积地区的月平均平衡含水率。如美国威斯康星州，气干板厚2.5cm的栎木，分别在1月、5月、7月和10月堆积，刚开始干燥后约一个月内，干燥速度几乎相近，但后期的干燥速度差别很大。该地区的气候在4～9月较暖，平均平衡含水率为12.5％，干燥快；冬季气温多在零度以下，平均平衡含水率为14％～15％，干燥缓慢。

中国林业科学研究院木材工业研究所在北京对东北产的10种木材进行气干周期的测定，厚度为2～4cm的板材，由初含水率60％干燥到终含水率15％，所需的天数如表1-4所示。从表1-4中可以看出，在北京地区，由于四、五月份是平衡含水率最低的季节（月平均值各为8.5％、9.8％），所以在初夏易于干燥。难于气干的树种与易于气干的树种所需干燥周期的比值约为4:1；冬季气干和夏季气干所需干燥周期的比值约为2:1。

1.3.1.3　木材大气干燥的缺陷及改良

（1）木材大气干燥中可能出现的缺陷　木材大气干燥的效果主要取决于气干场的大气条件。只能尽可能合理利用，但不能改变这一气候条件。如果气候过于潮湿，会产生干燥缺陷，例如：a.如材堆通风不好，在潮湿空气中堆积时间过长，就有可能被腐木真菌侵蚀，引起木材腐朽；b.如果空气太潮湿，隔条太宽或者根本没有隔条，木材可能变色。相反，空气过分干燥，也会发生下列缺陷：a.木材表面干燥过快，会出现表面裂纹，b.端裂，这是经常发生的干燥缺陷，为防止端裂，可在木材端头涂刷防裂油或钉上防裂板条；c.材堆上部的板材变形，如瓦状弯曲等；d.如风速太大，空气过干，还会发生木材表面的硬化现象，这是木材干燥的严重缺陷之一，木材表面硬化以后，中心部位就很难干燥。为了避免这些问题，必须重视材垛的正确堆积。

（2）木材大气干燥的改良

a.加设顶盖。木材露天堆积，根本不能改善气干条件，给材堆加上顶盖，虽然遮了阳光，但改善了气干材质量，减少了木材损失，并缩短了干燥时间。研究表明，冬季在没有顶棚的情况下，木材基本得不到干燥，而在有顶棚的情况下，即使是雨雪天气，木材也能进行气干，其终含水率可达到20％。

b.改善通风条件。当木材表层含水率高于纤维饱和点时，风速对木材干燥的影响很大。木材大气干燥时，应选择好材堆的设置方向，以充分利用主风。在多风、干燥地区，为防止出现木材表面硬化等干燥缺陷，应适当减轻主风的影响。在有顶盖的情况下，可在顶风方向加设通风口可调节的风屏。它由许多块木板组成，形状如同百叶窗。同时，在少风、潮湿地区，可在材堆一端设置大功率风机，通过风机保证木材表面所需的风速。试验结果表明，此种措施仅在木材含水率降至40％以前适用。含水率低于40％之后不合算。

1.3.1.4　强制气干

为了提高材堆内的气流循环速度，可在材堆的旁边设置风机，这种操作叫作强制气干。强制气干是大气干燥法的发展。它和室干法的不同之处是在露天下或在稍有遮蔽的棚舍内进行，也不控制空气的温、湿度。它和普通气干法的不同之处是利用通风机在材堆内造成强制气流，以利于热湿传递。和气干法相比，周期较短，质量较好，但成本较高。根据风机在材堆中位置的不同，强制气干的方式可以归纳为下列几种（图1-7）。

当强制气干的气流循环速度为4m/s时，其干燥时间比普通气干约缩短1/2～2/3。在空气相对湿度小于90％，温度大于5℃时，空气的强制循环是有效的。但强制气干的成本比普通气干约高1/3，相对较高。强制气干法目前主要用以干燥各种箱板材、高级家具材、软木或水运木材等，特别是应用于难干燥的阔叶材和易变色的软阔叶材效果较好。

1.3.1.5　大气预干

在保证锯材干燥质量的前提下，将大气干燥和其他干燥方法联合使用，发挥大气干燥成本低、操作简单的优点，结合其他干燥方法干燥速度快的优势，取长补短，能获得令人满意的经济效果。生产上经常使用的两段干燥就是联合干燥的典型例子。所谓两段干燥，是指第一阶段在制材厂将锯材用气干至含水率20％；第二阶段由使用单位用其他干燥方法干燥至所需要的最终含水率。

联合干燥虽然增加了热量、电能消耗和装卸工作量，但在制材厂进行集中的大量干燥可以使干燥成本大为降低，也可以节约大量运输费用。同时可以看到，在第二阶段干燥时，由于缩短了干燥时间，降低了风速，节约了相当数量的电能。近年来有的工厂采用气干-室干联合干燥法对节约能耗和提高干燥室生产率都有明显效果，而且对提高干材终含水率的均匀度、减少皱缩、开裂、变形等也有一定效果。中国林业科学研究院木材工业研究所对毛白杨、水曲柳等11种木材进行了大量应用试验，使用联合干燥法可使室干周期显著缩短，一般平均可缩短40％～50％左右，这样可使干燥室的生产率提高30％～40％。另外，将初含水率为80％水曲柳材料，利用气干法预干至30％后入室干燥时，总能耗可减少50％。

联合干燥是降低能耗和干燥成本的有效方法。它兼有常规室干的效果、除湿干燥的简便，以及太阳能干燥的节能等多方面长处。联合干燥成功地解决了下述问题：常规室干能耗高；除湿干燥周期长，很难达到终含水率为10％以下，60mm以上的厚板芯部很难干透；太阳能干燥受气象条件的制约，蓄热设备昂贵，可靠性差等技术经济问题。

1.3.1.6　木材大气干燥的优点和局限性

（1）优点　除特别干燥、炎热的夏季外，大气干燥属低温慢速干燥。木材和空气的水分交换速度较慢。在木材含水率降至纤维饱和点以下后，不会因水分蒸发过快和产生过大应力而使木材产生严重的干燥缺陷；由于大气干燥速度较慢，中心部分和表层的含水率差别较小；在高温、高湿条件下，有的木材会因某些物质的氧化而变色，大气干燥时，可保持木材的原色；大气干燥用的是太阳能和风能，这就降低了干燥成本。

（2）局限性　干燥速度慢，尤其是干燥较厚的硬质材更慢。这会增大企业的不流动资金，不利于企业的资金周转；为了显著提高干燥质量，需要可观的费用，如整理气干场、加设顶盖等；占地面积较大；木材易遭虫、菌侵蚀；木材只能干到含水率13％～17％，因此不能直接用于制作家具、地板及室内细木工构件，影响商品材的销售，还需进行人工干燥。

1.3.2　常规室干

常规木材干燥是指以湿空气作干燥介质，以蒸汽、热水、炉气或热油为热媒，间接加热湿空气，湿空气以对流换热方式为主加热木材，干燥介质温度在100℃以下的干燥方法。

常规干燥过程中通过人为控制湿空气的温度和湿度，湿空气通过材堆，将热量传递给木材，同时将木材干燥处理的水分带走。常规干燥中又以蒸汽为热媒的干燥室居多数，一般简称蒸汽干燥。以炉气为热媒的常规干燥，在我国南方非采暖地区的中小型木材厂中占有相当的比例，由于它能处理厂内的木废料，又能降低干燥成本，故受到一些干燥量不太大的工厂的欢迎。土法建造的简易干燥室，在我国及一些不发达国家中，环境要求不高的地区仍较盛行。以热水为热媒的常规干燥，由于热水锅炉的价格比蒸汽锅炉低得多，故在一些不需要高温干燥，且干燥量不大的工厂应用量有上升的趋势。以热油为热媒的常规干燥，目前在国内外的应用相对较少。

与大气干燥法相比，常规室干具有以下优点：可根据被干燥木材的树种、厚度等调节成适宜的干燥条件，在短时间内进行合理的干燥；不需要很多库存料，加快了资金周转，市场适应性好；干燥周期较短，干燥质量好，干燥条件可灵活调节，便于实现装卸、搬运和机械化；干燥介质参数调节自动化，木材可干燥到任何终含水率。其缺点是设备和工艺较气干复杂，投资较大，干燥成本较高。

现在采用的先经过大气干燥，然后再进行人工干燥的办法，无论从经济观点还是从干燥质量来讲都是比较好的。对于难以干燥的硬质阔叶树和贵重木材，目前多采用这种办法。其具体工艺过程在后面的章节中详细介绍。

1.3.3　除湿干燥

除湿干燥和常规干燥的原理基本相同，也是以湿空气作干燥介质，湿空气以对流换热为主的方式加热木材。与常规干燥的区别是，常规干燥是以换气的方式降低干燥介质湿度，热损失较大；除湿干燥就是不把吸收了从木材表面蒸发的水分的湿空气排向室外，而是迫使它通过冷却器，先经冷却使部分水蒸气冷凝成水而排出，空气变干，再经加热而后流入材堆，干燥木材。即湿空气是在封闭系统内“冷凝—加热—干燥”往复循环。它依靠空调制冷和供热的原理，使空气冷凝脱水后被加热为热空气，再送回干燥室继续干燥木材。湿空气脱湿时放出的热量依靠制冷工质回收，又用于加热脱湿后的空气。

除湿干燥的优点是能够回收水蒸气的潜热，能量消耗显著低于常规室干，特别是在干燥过程的前期，干燥质量好，木材降等少，容易操作且不污染环境。缺点是干燥温度受到制冷剂的限制，一般较低，干燥缓慢，周期较长，特别是当含水率低于20％时，由于采用电能，能源成本较高，一般无蒸汽发生器，难以进行调湿处理。

除湿干燥过程中，空气通过干燥室内的材堆时，吸收从木材表面蒸发的水分。湿空气先通过冷源，即蒸发器。在蒸发器内，湿空气中的水分被冷凝成液态水，然后，脱湿的空气再流过热源，即冷凝机，得到加热（图1-8）。在空气的温度和相对湿度一定的情况下，除湿器的脱湿效率是不变的，即它的脱湿能力是一个很精确的数值。

1.3.4　太阳能干燥

太阳能干燥（solardrying）利用太阳辐射的热能加热空气，利用热空气在集热器与材堆间循环来干燥木材。太阳能虽然是清洁的廉价能源，但它是受气候影响大的间歇能源，因此干燥周期长，单位材积的投资较大，故太阳能的推广受限。为缩短干燥周期，太阳能干燥通常与其他能源如蒸汽、炉气及热泵等联合干燥，更多内容将在后面的章节进行介绍。

1.3.5　真空干燥

真空干燥（vacuum drying）是木材在低于大气压的条件下实施的干燥，其干燥介质可以是湿空气或过热蒸汽（superheated steam），但多数是过热蒸汽。真空干燥时，木材内外的水蒸气压差增大，加快了木材内水分迁移速度；同时由于真空状态下水的沸点低，可在较低的温度下达到较高的干燥速率，干燥质量好，特别适用于透气性好或易皱缩以及厚度较大的硬阔叶材。

近十几年来真空过热蒸汽干燥在丹麦、德国、法国、加拿大、日本等国已有工业应用，效果良好。但真空干燥设备投资大、电耗高，同时真空干燥容量一般比较小。目前我国真空干燥应用较少。

1.3.6　高频与微波干燥

高频电磁波一般是指波长为1000～7.5m，相应频率介于0.3～40MHz间的电磁波；而微波是指波长介于1～1000mm之间，对应的频率为3×105～3×102MHz的电磁波。在我国，常用微波加热设备（含木材微波干燥设备）的工作频率为915MHz和2450MHz。

由于微波（高频）加热具有一系列的优点，美国、日本、加拿大、德国等国的学者在20世纪60年代初就开始研究利用微波（或高频）干燥木材，认为微波干燥木材是一种最有效的快速干燥方法。

木材是由复杂的多种有机高分子和一些无机物质所构成的不均匀复合体或复合电介质。在微波（或高频）干燥中，湿木料通常被看作一种置于微波或高频交变电磁场中的电介质，在频繁交变电磁场的作用下，木材中的极化分子，即木材中的极化水分子和木材物质非结晶区域存在的许多羟基等极性偶极子基团，随着高频交变电磁场方向的变化以每秒高达数亿次的速度迅速摆动，分子要随着不断变化的高频电场的方向排列就必须要克服分子原有的热运动和分子相互间作用的干扰和阻碍，产生类似于摩擦的作用，实现分子水平“搅拌”，从而产生大量的热，加热和干燥木材。

在常规干燥中，干燥介质主要通过对流或热传导的方式将热量传到木材表面，木材表面再以热传导的方式将热量传递到木材的内部，使得木材整体温度升高。这种加热方式效率较低，加热时间很长。而用微波或高频加热木材时，热量不是从木材外部传入，而是通过微波交变电磁场与木材中极性分子（主要为水分子）的相互作用而直接在内部发生。只要木料不是特别厚，木料沿整个厚度能同时热透，且热透所需时间与木料厚度无关。与常规干燥相比，微波干燥具有一系列的优点：干燥速度快，时间短；干燥质量好，节约木材；能量利用效率高；可直接用来干燥木质半成品。

1.3.7　红外线干燥

木材能吸收数量相当可观的红外线，这些红外线可使木材得到加热。红外线对木材的辐射深度越大，对木材的加热效果越好。试验结果证明，根据木材的树种和含水率，红外线对木材的最大辐射深度仅为7mm。对落叶松、冷杉、云杉等针叶材的辐射深度一般为5～7mm，松木为3～4mm，山毛榉为3mm，栎木仅3mm。

木材被红外线辐射后，因分子振动而发热。此外，木材内层也会因热传导而升温。热能由外层向内层的传导速度很慢，所以，在红外线的辐射下，大量热能集中于木材表层。如果将厚材置于红外线辐射之下，木材表层和内层就会形成很大的含水率梯度。如果表层干燥过快，就会发生表面硬化和表裂等缺陷。所以，红外线只适用于干燥较薄的木材。

用红外线干燥实体木材的试验结果不理想，因此，这一干燥方法至今没有得到工业应用。

1.3.8　高温干燥

高温干燥（high temperature drying）与常规干燥的区别是干燥介质温度在100℃以上，一般在120～140℃。其干燥介质可以是湿空气，也可以是常压、高压过热蒸汽。高温干燥的优点是干燥速度快、尺寸稳定性好、干燥周期短，但高温干燥易产生干燥缺陷，如材色变深、表面硬化，不易加工。高温干燥一般用于干燥针叶材，目前在新西兰、加拿大、澳大利亚、美国、日本等国较盛行，如用于干燥辐射松、柳杉等建筑用材。

1.3.9　化学干燥

所谓化学干燥，有两种方法。一种是用化学吸湿剂吸收木材周围的空气中的水分，促进木材的干燥。实验室常用此法测定木材的含水率。另一种常用的方法是用化学品促进常规室干或大气干燥，以求改进干燥质量。

如果在湿材表面涂布水溶性化学品，则在涂有此化学品的地方，水蒸气分压就减小。在其他条件相同的情况下，化学品浓度越大，木材表面的水分排出得越快。这一现象的机理是：化学品溶解于木材所含的水分中，并从表层向中心扩散。化学品向木材内部的渗透减小了木材的尺寸变化和木材内部的含水率梯度，这就减小了木材因干燥而产生的内应力和表裂的危险，促进了木材的干燥。此外，木材是吸湿性材料，当它浸渍过化学品后，它的平衡含水率也会发生变化。一般情况下，浸渍材的平衡含水率要高于非浸渍材。

实际生产中，用于化学干燥的化学品溶液，其水蒸气分压一般相当于相对湿度为75％的空气。例如，氯化钠和尿素等。

用氯化钠等化学品的水溶液对木材进行处理，对促进木材的常规室干和大气干燥具有一定积极意义。但也不可忽视可能产生的副作用，即：

①会改变木材的导电性能，在使用电测试仪时，必须考虑这一因素。

②对干燥室的金属构件有腐蚀作用。

③会改变木材的其他特性，特别是颜色。

④会使干燥木材更易返潮增湿。

综上所述，木材的化学干燥在技术上有一定可取之处，但迄今为止，基本上没有得到应用。

1.3.10　压力干燥

这种干燥方法是20世纪80年代出现的一种木材干燥方法，它是将木材置于密闭的干燥容器内，一方面提高木材的温度，另一方面提高容器内的压力，使木材中的水分在较高温度条件下开始汽化与蒸发，从而达到干燥木材的目的。这种干燥方法的特点是：干燥质量非常好，干燥周期较短；但能耗较大，容器的容积较小，生产量不大；另外成材加压干燥（Pressure drying）后颜色变暗，在节子周围会出现较大裂纹；此种干燥方法的设备腐蚀问题、干燥工艺、干燥基准，有待进一步研究。

1.3.11　液体干燥

这是一种很少见的木材干燥方法。它是把湿木材放在嫌水性液体中，提高液体的温度，加热木材，使木材中的水分汽化和蒸发。这种液体的特点是不吸收木材中的水分，也不增加木材的湿度，干燥速度较快，设备简单、易于建造，工艺操作方便，但木材经过干燥后力学性能有所降低，不利于胶合和涂饰。常用的嫌水性液体有：石蜡油、硫黄等。